KR20010014816A - a solar battery device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양 전지로부터의 전기 에너지를 축전기에 충전하여 축적하고, 그 충전된 전기 에너지를 부하에 공급하는 태양 전지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell apparatus which charges and accumulates electrical energy from a solar cell, and supplies the charged electrical energy to a load.
종래의 태양 전지 장치는 볕이 잘 드는 남향 약 45도로 태양 전지를 설치하고, 일본의 기상관측 데이터로부터 얻어지는 1일당 평균 일조 시간 약 3시간정도의 태양 전지의 출력을 구비하고 있는 축전지에 충전하고, 그 축전된 전력을 전원으로서 이용하고 있는 것이 일반적이다.The conventional solar cell apparatus installs a solar cell at about 45 degrees south of sunny, charges a battery having an output of a solar cell having an average sunshine time of about 3 hours per day obtained from Japanese weather observation data, It is common to use the stored electric power as a power supply.
이 시스템에서는 우천시나 흐린 날씨에는 태양 전지의 출력이 미약하기 때문에 축전기에는 충전할 수 없으므로 우천시나 흐린 날씨에는 이용할 수 없으며, 그로 인해 매일 이용하는 전원 시스템에서는 곤란한 상황이 발생하게 되며, 그 때문에 무일조 보상이라 해서, 미리 축전기의 충전 용량을 크게 해 두고, 우천시나 흐린 날씨에는 비축해 둔 전력을 전원으로 이용함으로써 곤란함을 보완하고 있다.In this system, the solar cell output is weak in rainy weather or cloudy weather, so it can't be charged in the capacitor, so it can't be used in rainy weather or cloudy weather, which causes trouble in daily power system. Thus, the charging capacity of the capacitor is increased in advance, and the difficulty is solved by using the electric power stored in rainy weather or cloudy weather as the power source.
이 경우, 무일조 보상일은 약 5∼30일로 하여, 축전기의 용량을 1일당 필요전력량의 5∼30배로 할 필요가 있다. 즉, 우천시나 흐린 날씨가 5∼30일간 계속되더라도 매일 필요로 하는 출력을 공급할 수 있다.In this case, it is necessary to set an unillumination compensation date to about 5-30 days, and to make the capacity | capacitance of a capacitor 5 to 30 times the required amount of power per day. That is, even if it is rainy weather or cloudy weather lasts for 5 to 30 days, it is possible to supply the required output every day.
이 시스템은 상기 태양 전지 장치의 기본형으로서 오랫동안 사용되어 왔는데, 전원이 없는 장소에서의 유효 이용이 촉진됨에 따라 볕이 잘드는 장소 동시에 남향 45도라는 한정 설치 조건이 있어, 응달에 설치할 경우에는 동작하지 않으므로 설치 장소를 선택하거나, 경관을 저해하거나, 또는 남향 45도로 설치한 태양 전지 표면으로의 적설(積雪)에서 기인하는 충방전 동작 장해 등의 기본적인 과제가 있기 때문에 이용 제약 조건이 까다로와져, 상기 태양 전지 장치의 보급을 방해하는 요인이 되고 있다.This system has been used for a long time as a basic type of the solar cell device, but it has a limited installation condition of 45 degrees southward at the same time in a sunny place as the effective use in a place without power is promoted, and it does not work when installed in the shade. Therefore, the use constraints are difficult because there are basic problems such as selecting the installation location, impairing the scenery, or disturbing charging and discharging operation due to snow on the solar cell surface installed at 45 degrees southward. It is a factor that hinders the spread of the solar cell device.
보급 확대를 위해서는 편리하며 안심하고 이용할 수 있는 것이 중요한 설계 조건이 되는데, 그 하나로서 우천이나 흐린 날 등 응달 설치시에도 충방전 동작이 보증되고 있어, 옥외라면 설치 장소 조건은 상관없으며, 적설에 유리한 태양 전지의 수직 배치 등의 특징을 가진 새로운 태양 전지 장치가 요망되는 것은 말할 것도 없다.In order to expand the supply, it is convenient and safe to use, which is an important design condition.As one of them, the charging and discharging operation is guaranteed even in the shade of rainy weather or cloudy days. It goes without saying that new solar cell devices with features such as vertical arrangement of solar cells are desired.
때문에, 축전기에 전기 이중층 콘덴서를 사용하며, 응달이나 우천시 등 미약한 태양 광선 아래에서도 소정 출력을 출력하는 대용량 태양 전지와 조합시킨 태양 전지 장치가 예를 들면 특허 공개 공보 평 7-177683호 공보에 제안되어 있다. 전기 이중층 콘덴서의 충방전 사이클 회수가 10만회 이상 보증되므로 날씨를 막론하고, 매일 충전을 반복하여도 장시간 사용에 견딜 수 있으며, 또한 흐리거나 우천시에도 충전이 보증되므로 설치 장소와 상관없으며, 그리고 축전기의 축전 용량이 무일조 보상이 불필요하기 때문에 1일분이면 되며, 소형 저가격화가 가능하고 유용한 태양 전지 장치를 실현하고 있다.Therefore, a solar cell device using an electric double layer capacitor for a capacitor and combined with a large capacity solar cell that outputs a predetermined output even under weak sunlight, such as shading or rainy weather, is proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-177683. It is. Since the number of charge / discharge cycles of the electric double layer capacitor is guaranteed more than 100,000 times, it can withstand long-term use even if the weather is repeated every day regardless of the weather, and it is guaranteed even when it is cloudy or rainy. Since the storage capacity does not need to be compensated for unsaturation, it is only one day, so that a small cost can be reduced and a useful solar cell device is realized.
그러나, 일반적으로 태양 전지를 남향의 이상적인 배치에서 종일 일사(日射)가 있는 경우와, 우천시의 응달에 설치된 경우를 비교하면 태양 전지의 출력비는 약 1/20이 되며, 1일당 출력전력량을 동일하게 하기 위해서는 태양 전지 출력을 약 8배로 할 필요가 있다. 이것은 태양 전지의 거대화와 고가격화를 초래하며 보급을 저해하는 요인이 된다.However, in general, the solar cell output ratio is about 1/20 compared with the case where solar cells are installed in the ideal arrangement facing south compared to the case where the solar cell is installed in the shade of rainy weather, and the output power amount per day is the same. In order to do this, the solar cell output needs to be about eight times. This causes solar cells to become larger and higher in price and to hinder their dissemination.
이론값으로서, 예를 들면 1일당 출력 전력량을 10Wh/day로 하면, 남향 이상 배치에서는As a theoretical value, for example, if the output power amount per day is 10 Wh / day, in a south-side or higher arrangement,
10Wh／3h(평균일조시간) = 3.3W10Wh / 3h (Average Sunshine Time) = 3.3W
의 태양전지로 되지만,It becomes the solar cell of
우천시 응달 설치에서는In the rainy shade setting
{10Wh／8h(낮동안의 충전시간)}×20(우천시 흐린 날씨의 감쇠보정계수) =={10Wh / 8h (Day Charge Time)} × 20 (Coefficient of Damping Correction in Cloudy Weather in the Rain) ==
25W25 W
라는 대형으로 대출력인 태양 전지가 필요하게 된다.The large-format solar cell is needed.
또한, 1일분의 축전기와 충전을 위한 흐린 우천시에 출력 보증된 태양 전지를 조합시킨 태양 전지 장치는 확실히 우천시 응달 설치의 동작 보증은 되어 있지만, 그 태양 전지 장치가 남향의 볕이 잘드는 장소에 설치되며, 아무리 태양 전지 출력이 크더라도 1일분의 축전기는 바로 풀로 충전되고, 충전 시간은 빠르지만 충전후의 태양 전지 출력은 여분이 되며, 불필요한 에너지로서 포기되어 낭비가 많은 비경제적인 태양 전지 장치가 된다.In addition, the solar cell apparatus which combined the solar cell which was guaranteed output at the time of cloudy rainy day for the charge for one day with the capacitor for the charge certainly does the operation guarantee of the shade installation in rainy weather, but the solar cell apparatus is installed in the sunny place of the south facing However, even if the solar cell output is large, the capacitor for one day is fully charged, the charging time is fast, but the solar cell output after charging becomes redundant, and is given up as unnecessary energy, resulting in a wasteful and uneconomical solar cell apparatus.
모처럼 축적한 에너지로, 포기하기에는 아까우므로 만약 축전기 용량을 늘려두었다가, 축전 전력량을 크게 했다 하더라도, 방전 출력량이 우천시 응달의 충방전 동작 보증에 따른 일정 출력으로 설정 고정되어 있으므로, 날씨나 설치 장소가 바뀌었다 하더라도 방전 출력은 동일하므로, 크게 할 수는 없다. 결과적으로 태양광 에너지 이용 면에서 효율이 나쁜, 단순 기능의 태양 전지 장치가 된다.Because of the accumulated energy, it is a waste to give up. Even if the capacity of the capacitor is increased and the amount of power storage is increased, the discharge output is set to a constant output according to the guarantee of charging / discharging operation in rainy weather. Even if it is, even if discharge output is the same, it cannot enlarge. As a result, it becomes a simple function solar cell apparatus which is inefficient in terms of solar energy utilization.
그러나, 종래의 태양 전지 장치는 상술한 유용한 면은 있지만, 태양 전지 패널의 설치 상태는 여전히 넓은 면적을 요하는 거대하고 고가격의 낭비가 많은 것으로, 또 태양 전지 장치의 출력 제어도 단순하게 정해진 일정한 전력 공급을 부하로 수행하는 것이거나, 또 단순하게 간헐적인 일정 전력을 공급할 뿐인 것으로, 태양 전지의 출력 상태나 축전기의 충전 상태와, 부하가 요구하는 원하는 전력량을 고려에 넣은 것이더라도 반드시, 보다 부가 가치가 높은 제어를 수행하는 것은 아니었다.However, although the conventional solar cell apparatus has the above-mentioned useful aspects, the installation state of the solar panel is still a huge and expensive waste that requires a large area, and the output power control of the solar cell apparatus is also simple and constant. More value is added even if the supply is performed under load or simply supplies intermittent constant power, taking into account the output state of the solar cell, the charge state of the capacitor, and the desired amount of power required by the load. It was not to carry out high control.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 설치 장소의 일사(日射) 상황에 따라 변동되는 태양 전지 출력에 의한 축전기로의 충전량이 변화되는데, 그 변화되는 충전량에 대응하여 출력 방전량을 자동적으로 제어하고, 낭비가 없는 태양광 에너지 이용을 위해 효율적이고 현명한 충방전 제어 동작을 수행하는 것을 특징으로 하고 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and the amount of charge to the capacitor due to the solar cell output that varies according to the solar radiation condition of the installation site is changed, and the output discharge amount is automatically controlled in response to the changed amount of charge. And it is characterized by performing an efficient and smart charging and discharging control operation for the use of waste-free solar energy.
즉, 태양 전지 패널의 수에 대해 고유 설치 면적을 적게 하고, 우천시 응달 설치의 경우 소요되는 부하 전력량을 보증하고, 또한 남향의 볕이 잘드는 장소에 설치할 때는 모처럼 대용량 태양 전지에 의한 대출력을 살려 대전력을 충전 축전하고, 보다 큰 부하전력량을 공급하는 것을 자기 판단에 의해 자동적으로 실행할 수 있는 기능을 갖게 하고 있다.In other words, it reduces the inherent installation area for the number of solar panels, guarantees the amount of load power required for shaded installation in rainy weather, and utilizes the large output of large-capacity solar cells when installing in a sunny place facing south. It has a function which can charge and accumulate large electric power, and supply a larger load electric power automatically by self judgment.
또한, 장기의 충방전 기록 데이터를 메모리에 가지며, 그 데이터 베이스를 사용한 자기 학습, 자기 진단에 기초한 장기 안정 동작 보증과 신뢰성 유지 기능이나 보수 유지 기능 등을 갖게 함으로써, 보다 고도로 영리한 두뇌를 가지며, 경제적이면서도 안심하고 이용할 수 있는 태양 전지 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.In addition, by having long-term charge / discharge recording data in the memory and having a long-term stable operation guarantee based on self-learning, self-diagnosis using the database, and a reliability maintenance function or a maintenance function, a smarter and more economical brain is provided. It aims at providing the solar cell apparatus which can be used also in peace.
도 1은 본 발명에 따른 태양 전지 장치의 제어의 기본 구성을 나타낸 도면.1 is a view showing the basic configuration of the control of the solar cell device according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 태양 전지 장치의 방전량 제어 장치의 제어 양태예를 나타낸 도면.2 is a view showing a control example of a discharge amount control device of a solar cell device according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 태양 전지 장치의 적용 분야의 일예를 나타낸 도면.3 is a view showing an example of an application field of the solar cell device according to the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
1 : 태양 전지 장치 2 : 태양 전지1: solar cell device 2: solar cell
3 : 방전량 제어장치 3a : 충전제어수단3: discharge amount control device 3a: charge control means
3b : 충전량 검지수단 3c : 방전량 검지수단3b: charge amount detecting means 3c: discharge amount detecting means
3d : 외부 IF 수단 3e : 연산ㆍ판단 수단3d: external IF means 3e: computation / decision means
3f : 기억 수단 3g : 타이머ㆍ시각ㆍ캘린더 제어수단3f: storage means 3g: timer, time, calendar control means
3h : 일조판정수단 3i : 방전제어수단3h: Sunlight determination means 3i: Discharge control means
3j : 데이터 출력수단 3k : 방전출력수단3j: data output means 3k: discharge output means
3p : 쇼트 키 다이오드 3m : 과충전 보호수단3p: Schottky Diode 3m: Overcharge Protection
3n : 과방전 보호수단 3q : 출력제어수단3n: over discharge protection means 3q: output control means
3x : 충전 전압 검지수단 3y : 승산 충전량 검지수단3x: charge voltage detection means 3y: multiplication charge amount detection means
3z : 모니터 충전전압 검지수단3z: monitor charge voltage detection means
4 :축전기 5 : 부하4: capacitor 5: load
6 : 외부 센서ㆍ통신기기 6a : 환경 온도ㆍ온도 신호6: external sensor / communication device 6a: environmental temperature / temperature signal
7 : 표시ㆍ알람 장치7: display and alarm device
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 청구항 1에 따른 태양 전지 장치는 태양 전지로부터의 전기 에너지를 축전기에 충전하여 축적하고, 그 충전된 전기 에너지를 부하로 공급하는 태양 전지 장치에 있어서, 상기 축전기로의 입력 충전량을 검지하는 충전량 검지 수단과, 상기 충전량 검지 수단으로부터의 충전량 검지 정보에 따라 상기 부하에 대한 출력 방전량을 제어하는 방전량 제어수단으로 구성하였다.In order to achieve the above object, the solar cell apparatus according to claim 1 of the present invention charges and accumulates electrical energy from a solar cell, and supplies the charged electrical energy to a load. And a discharge amount control means for controlling the output discharge amount to the load according to the charge amount detection information from the charge amount detection means.
이렇게 태양 전지와 축전기를 조합시킨 태양 전지 장치에 있어서, 축전기로의 입력 충전량에 따라 부하에 대한 출력 방전량을 제어하므로, 우천시 응달 설치의 경우 소요되는 부하 전력량을 보증하고, 또한 남향의 볕이 잘드는 장소에 설치할 경우에는 모처럼의 대용량 태양 전지로 인한 대출력을 살려 대전력을 충전 축전하며, 보다 큰 부하 전력량을 공급하는 것을 자기 판단으로 자동적으로 실행할 수 있는 기능을 갖게 할 수 있고, 낭비가 없는 효율적인 태양 전지 장치를 실현한다.In the solar cell device in which the solar cell and the capacitor are combined in this way, the output discharge amount to the load is controlled according to the input charge amount to the capacitor, thereby ensuring the amount of load power required in the case of rainy shade installation, When installed in the place of lifting, it can make a function to charge and accumulate large power by utilizing the large output by the large capacity solar cell, and to have a function that can automatically execute the supply of a larger load power at its own discretion, without waste. To realize an efficient solar cell device.
본 발명의 청구항 2에 따른 태양 전지 장치는 태양 전지로부터의 전기 에너지를 축전기에 충전하여 축적하고, 그 충전된 전기 에너지를 부하에 공급하는 태양 전지장치에 있어서, 상기 축전기로의 입력 충전량을 검지하는 충전량 검지 수단과, 상기 축전기에 충전된 전기 에너지가 상기 부하에 공급되는 출력 방전량을 검지하는 방전량 검지수단과, 상기 충전량 검지수단 및 상기 방전량 검지수단에 의해 검지된 상기 축전기의 장기간에 걸친 충방전량 데이터를 기억하는 기억 수단과, 상기 기억 수단에 기억된 충방전량 데이터에 기초하여 상기 부하에 대한 출력 방전량을 제어하는 방전량 제어 수단으로 구성하였다.A solar cell apparatus according to claim 2 of the present invention is a solar cell apparatus that charges and accumulates electrical energy from a solar cell, and supplies the charged electrical energy to a load, the solar cell apparatus being configured to detect an input charge amount into the capacitor. A charge amount detection means, discharge amount detection means for detecting an output discharge amount supplied with the electrical energy charged to the capacitor, and the charge amount detection means and the discharge amount detection means for a long period of time of the capacitor detected; Memory means for storing charge / discharge amount data and discharge amount control means for controlling the output discharge amount for the load based on the charge / discharge amount data stored in the memory means.
이렇게 하여, 태양 전지가 실제 설치되어, 장기간, 매일 안정되고 확실하게 동작하도록 상기 각 수단을 취하는데, 장기간에 걸친 자기 충방전 데이터를 누적 기억하고, 동시에 자기 학습이나 자기 진단 기능을 가지며, 그 결과를 자기 방전량 제어수단에 미세조정 반영시키면, 보다 효율적인 방전량 제어를 실시할 수 있다.In this way, the solar cell is actually installed, and each of the above means is taken to operate stably and reliably for a long time, and accumulates and stores the self-discharge data for a long time, and at the same time has a self-learning or a self-diagnostic function. If the fine adjustment is reflected in the self discharge amount control means, more efficient discharge amount control can be performed.
또한, 그 충방전 데이터를 채취하면, 보수 유지, 품질 관리, 설치 장소나 기후 조건 등의 귀중한 지역 데이터로서 다음의 제품 개발에 반영시켜, 보다 나은 고신뢰도, 고품질화에 도움이 되게 할 수 있다.In addition, when the charge and discharge data is collected, valuable regional data such as maintenance and maintenance, quality control, installation location, and climatic conditions can be reflected in the next product development, which can be used for better high reliability and higher quality.
본 발명의 청구항 3에 따른 태양 전지 장치는 태양 전지로부터의 전기 에너지를 축전기에 충전하여 축적하며, 그 충전된 전기 에너지를 부하에 공급하는 태양 전지 장치에 있어서, 상기 축전기로의 입력 충전량을 검지하는 충전량 검지 수단과, 상기 충전량 검지 수단으로부터의 충전량 검지 정보에 따라 상기 부하에 대한 출력 방전량을 제어하는 것, 혹은 상기 축전기로의 입력 충전량을 검지하는 충전량 검지 수단과, 상기 축전기에 충전된 전기 에너지가 상기 부하에 공급되는 출력 방전량을 검지하는 방전량 검지 수단과, 상기 충전량 검지 수단 및 상기 방전량 검지수단에 의해 검지된 상기 축전기의 장기간에 걸친 충방전량 데이터를 기억하는 기억수단과, 상기 기억수단에 기억된 충방전량 데이터에 따라 상기 부하에 대한 출력방전량을 제어하는 방전량 제어수단으로 구성하며, 상기 충전량 검지 수단은 상기 축전기의 충전 전압을 검지하는 충전 전압 검지 수단으로 하였다.A solar cell apparatus according to claim 3 of the present invention is a solar cell apparatus that charges and accumulates electrical energy from a solar cell, and supplies the charged electrical energy to a load, the solar cell apparatus being configured to detect an input charge amount into the capacitor. A charge amount detecting means, controlling output discharge amount to the load according to charge amount detection information from the charge amount detecting means, or charge amount detecting means for detecting an input charge amount to the capacitor, and electric energy charged in the capacitor Discharge means detecting means for detecting an output discharge amount supplied to the load, memory means for storing charge / discharge amount data of the capacitor for a long time detected by the charge amount detecting means and the discharge amount detecting means, and the memory Controlling the output discharge amount to the load according to the charge / discharge amount data stored in the means; And it consists of a total amount control means, said charge detecting means was a charged voltage detection means for detecting the terminal voltage of the capacitor.
입력 충전 전력량을 검지하는 수단으로서는, 예를 들면 충전기에 전기 이중층 콘덴서를 사용한 경우는 다음과 같이 된다. 즉, 콘덴서의 전력 에너지량은 WㆍS=CV2／2(단, WㆍS는 충전 전력량, C는 정전 용량, V는 단자 전압이다.)에 의해 정의되는데, 해당하는 전기 이중층 콘덴서의 단자 전압을 측정 검지하면 충전 전력량을 검지할 수 있다.As means for detecting the amount of input charging power, for example, when an electric double layer capacitor is used for a charger, the following is obtained. That is, the electric energy amount of the capacitor is W and S = CV 2/2 is defined by a (where, W and S is a charge power amount, C is the capacitance, V is a terminal voltage), the terminals of the electric double layer capacitor that By measuring and detecting the voltage, the amount of charging power can be detected.
그 일예로서, C=100[F], V=3[V]으로 하면, WㆍS=CV2／2=450[Wㆍsec]=0.125[Wㆍh]이다. 즉, 450 와트(Watt)의 전력을 1초간 또는 0.125 와트의 전력을 1시간 동안 공급할 수 있는 전력을 충전하여 보유하고 있다고 판단된다.Is that as one example, C = 100 [F], V = 3 when a [V], W and S = CV 2/2 = 450 [W and sec] = 0.125 [W and h]. That is, it is determined that the battery is charged with the power capable of supplying 450 Watt of power for 1 second or 0.125 Watt of power for 1 hour.
본 발명의 청구항 4에 따른 태양 전지 장치는 태양 전지로부터의 전기 에너지를 축전기에 충전하여 축적하고, 그 충전된 전기 에너지를 부하에 공급하는 태양 전지 장치에 있어서, 상기 축전기로의 입력 충전량을 검지하는 충전량 검지 수단과, 상기 충전량 검지 수단으로부터의 충전량 검지 정보에 따라 상기 부하에 대한 출력 방전량을 제어하는 것 또는 상기 축전기로의 입력 충전량을 검지하는 충전량 검지수단과, 상기 축전기에 충전된 전기 에너지가 상기 부하에 공급되는 출력 방전량을 검지하는 방전량 검지 수단과, 상기 충전량 검지 수단 및 상기 방전량 검지 수단에 의해 검지된 상기 축전기의 장기간에 걸친 충방전량 데이터를 기억하는 기억 수단과, 상기 기억 수단에 기억된 충방전량 데이터에 따라 상기 부하에 대한 출력 방전량을 제어하는 방전량 제어수단으로 구성하며, 상기 충전량 검지 수단은 상기 축전기로의 승산 충전 전력량을 검지하는 승산 충전 전력량 검지 수단으로 하였다.A solar cell apparatus according to claim 4 of the present invention is a solar cell apparatus that charges and accumulates electrical energy from a solar cell, and supplies the charged electrical energy to a load, the solar cell apparatus being configured to detect an input charge amount into the capacitor. A charge amount detecting means, controlling the output discharge amount to the load according to the charge amount detecting information from the charge amount detecting means, or a charge amount detecting means for detecting an input charge amount to the capacitor, and the electric energy charged in the capacitor Discharge means detection means for detecting an output discharge amount supplied to the load, memory means for storing charge and discharge data for a long period of time of the capacitor detected by the charge amount detection means and the discharge amount detection means, and the storage means Controlling the output discharge amount to the load according to the charge / discharge amount data stored in A discharge amount control means, wherein the charge amount detection means is a multiplied charge power amount detection means for detecting the amount of multiplied charge power to the capacitor.
본 발명의 청구항 5에 따른 태양 전지 장치는 태양 전지로부터의 전기 에너지를 축전기에 충전하여 축적하고, 그 충전된 전기 에너지를 부하에 공급하는 태양 전지 장치에 있어서, 상기 축전기로의 입력 충전량을 검지하는 충전량 검지 수단과, 상기 충전량 검지 수단으로부터의 충전량 검지 정보에 따라 상기 부하에 대한 출력 방전량을 제어하는 것 혹은 상기 축전기로의 입력 충전량을 검지하는 충전량 검지 수단과, 상기 축전기에 충전된 전기 에너지가 상기 부하에 공급되는 출력 방전량을 검지하는 방전량 검지 수단과, 상기 충전량 검지 수단 및 상기 방전량 검지수단에 의해 검지된 상기 축전기의 장기간에 걸친 충방전량 데이터를 기억하는 기억 수단과, 상기 기억 수단에 기억된 충방전량 데이터에 따라 상기 부하에 대한 출력 방전량을 제어하는 방전량 제어 수단으로 구성하며, 상기 충전량 검지 수단은 상기 축전기에 병렬로 접속된 모니터용 콘덴서의 충전 전압을 검지하는 모니터용 콘덴서 충전 전압 검지 수단으로 하였다.A solar cell apparatus according to claim 5 of the present invention is a solar cell apparatus that charges and accumulates electrical energy from a solar cell, and supplies the charged electrical energy to a load, the solar cell apparatus being configured to detect an input charge amount into the capacitor. A charge amount detecting means, a charge amount detecting means for controlling the output discharge amount to the load according to the charge amount detecting information from the charge amount detecting means or detecting an input charge amount to the capacitor, and electric energy charged in the capacitor Discharge means detection means for detecting an output discharge amount supplied to the load, storage means for storing charge / discharge amount data for a long time of the capacitor detected by the charge amount detection means and the discharge amount detection means, and the storage means Controlling the output discharge amount to the load according to the charge / discharge amount data stored in A discharge amount control means, wherein the charge amount detection means is a monitor capacitor charge voltage detection means for detecting a charge voltage of a monitor capacitor connected in parallel to the capacitor.
이렇게 하여 축전기로의 충전량 검지 수단은 상기 축전기의 충전 전압을 검지하고, 축전기로의 승산 충전 전력량을 검지하여, 축전기에 병렬로 접속된 모니터용 콘덴서의 충전 전압을 검지함으로써 간단하게 구성할 수 있다.In this way, the charge amount detecting means to the capacitor can be configured simply by detecting the charge voltage of the capacitor, detecting the multiplied charge power to the capacitor, and detecting the charge voltage of the monitor capacitor connected in parallel to the capacitor.
그리고, 이 충전량에 따라 출력 방전량을 제어함으로써 부하의 종류에 대응하는 원하는 전력량을 고려에 넣은 전력 공급 제어를 할 수 있으며, 우천시 응달 설치의 경우 소요되는 부하 전력량을 보증하며, 또한 남향의 볕이 잘드는 장소에 설치할 경우에는 모처럼의 대용량 태양 전지에 의한 대출력을 살려 대전력을 충전 축전하고, 보다 큰 부하 전력량을 공급하는 것을 자기 판단에 의해 자동적으로 실행할 수 있는 기능을 갖게 할 수 있다.In addition, by controlling the output discharge amount according to the charge amount, it is possible to control the power supply taking into consideration the desired amount of power corresponding to the type of load, and in case of rainy shade installation, it guarantees the required amount of load power, In the case of installation in a cut place, it is possible to have a function of automatically charging and storing a large amount of power by using a large output by a large capacity solar cell and supplying a larger amount of load power automatically.
본 발명의 청구항 6에 따른 태양 전지 장치는 상기 청구항 1∼5 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지 장치의 상기 방전량 제어수단은 상기 부하에 대한 출력의 펄스폭 변조 (PWM:pulse width modulation) 제어, 시간 제어, 출력 전압 제어, 출력 전류 제어에 의해 상기 부하에 대한 출력 방전량을 제어하는 구성으로 하였다.In the solar cell apparatus according to claim 6 of the present invention, the discharge amount control means of the solar cell apparatus according to any one of claims 1 to 5 includes: pulse width modulation (PWM) control of output to the load; It was set as the structure which controls the output discharge amount with respect to the said load by time control, output voltage control, and output current control.
이렇게 하여 출력 제어 수단의 방전량 제어 방법으로서는 펄스폭 변조 (PWM) 제어, 시간(간헐) 제어, 출력 전압 제어, 출력 전류 제어 등의 수법 중, 부하의 종류에 따라 적당한 임의의 수법을 채용할 수 있다.In this way, as the discharge amount control method of the output control means, any method suitable for the type of load can be adopted among methods such as pulse width modulation (PWM) control, time (intermittent) control, output voltage control, and output current control. have.
본 발명의 청구항 7에 따른 태양 전지 장치는 태양 전지로부터의 전기 에너지를 축전기에 충전하여 축적하고, 그 충전된 전기 에너지를 부하에 공급하는 태양 전지 장치에 있어서, 상기 축전기로의 입력 충전량을 검지하는 충전량 검지 수단과, 상기 축전기에 충전된 전기 에너지가 상기 부하에 공급되는 출력 방전량을 검지하는 방전량 검지 수단과, 상기 충전량 검지 수단 및 상기 방전량 검지 수단에 의해 검지된 상기 축전기의 장기간에 걸친 충방전량 데이터를 기억하는 기억 수단과, 상기 기억수단에 기억된 충방전량 데이터에 따라 상기 부하에 대한 출력 방전량을 제어하는 방전량 제어수단과, 상기 기억 수단에 기억된 충반전 데이터에 따라 유지 보수 정보 또는 경보를 출력하는 출력 수단으로 구성하였다.A solar cell apparatus according to claim 7 of the present invention is a solar cell apparatus that charges and accumulates electrical energy from a solar cell, and supplies the charged electrical energy to a load, the solar cell apparatus being configured to detect an input charge amount into the capacitor. A charge amount detection means, discharge amount detection means for detecting an output discharge amount supplied with the electric energy charged to the capacitor, and the charge amount detection means and the discharge amount detection means for a long period of time of the capacitor detected; Storage means for storing charge / discharge amount data, discharge amount control means for controlling an output discharge amount for the load according to charge / discharge amount data stored in the storage means, and maintenance according to charge / discharge data stored in the storage means. It consists of output means for outputting information or alarms.
이렇게 하여, 기억 수단에 제어 요소인 현재 각종 지령 신호의 데이터 및 과거의 제어에 기초한 장기간의 충방전 기록 데이터가 시계열적으로 기억되며, 이 데이터가 표시 수단 혹은 외부 기기로 출력되어 표시된다. 또한, 데이터 메모리에 기초하여 자기 학습, 자기 진단에 따른 장기 안정 동작 보증과 신뢰성 유지 기능이나 보수 유지 기능 등을 갖게 하여, 보수, 교환 시기, 경보, 불량 원인 개소 지시 등의 정보를 출력시킬 수 있다.In this way, the data of the various command signals which are the control elements and the long-term charge / discharge recording data based on the past control are stored in time series, and this data is output to the display means or an external device for display. Further, the data memory can be provided with a long term stable operation guarantee, reliability maintenance function, and maintenance function based on self-learning and self-diagnosis, and output information such as maintenance, replacement time, alarm, and indication of a defect cause point. .
본 발명의 청구항 8에 따른 태양 전지 장치는 상기 청구항 1∼청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 상기 태양 전지는 제품의 측면에 복수개의 태양 전지 패널을 지면에 수직 배치하여 구성하였다.In the solar cell apparatus according to claim 8 of the present invention, the solar cell according to any one of claims 1 to 7 is configured by vertically arranging a plurality of solar panels on the side of the product.
이렇게 하여 제품의 측면에 복수개의 태양 전지 패널을 지면에 수직 배치하여 구성하고 있으므로, 태양 전지 패널의 수에 대해 점유 설치 면적은 적어도 되며, 태양 전지 패널의 발전량 및 축전기의 충전량을 충분히 확보할 수 있고, 새똥이나 설해(雪害)로부터 태양 전지를 보호할 수 있다.In this way, since a plurality of solar panels are arranged vertically on the ground on the side of the product, the occupied installation area is at least small with respect to the number of solar panels, and the amount of generation of the solar panels and the amount of charge of the capacitor can be sufficiently secured. Solar cells can be protected from bird dung and snow.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 태양 전지 장치의 일 실시형태를 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 태양 전지 장치의 제어의 기본 구성을 나타낸 도면, 도 2는 본 발명에 따른 태양 전지 장치의 방전량 제어 장치의 제어 양태예를 나타낸 도면, 도 3은 본 발명에 따른 태양 전지 장치의 적용 분야의 일예를 나타낸 도면이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of the solar cell apparatus which concerns on this invention is described in detail with reference to drawings. 1 is a view showing a basic configuration of the control of the solar cell device according to the present invention, Figure 2 is a view showing an example of the control mode of the discharge amount control device of the solar cell device according to the present invention, Figure 3 is an embodiment according to the present invention It is a figure which shows an example of the application field of a battery apparatus.
도 1에 있어서, 태양 전지 장치(1)는 복수의 태양 전지 패널로 구성되는 태양 전지(2), 충전량 검지 수단(3b)로부터의 충전량 검지 정보에 따라 부하(5)에 대한 출력 방전량을 제어하는 방전량 제어 수단이 되는 방전량 제어 장치(3), 축전기(4), 외부 센서ㆍ통신 기기(6), 기억 수단(3f)에 기억된 충방전 데이터에 따라 유지 보수 정보 또는 경보를 출력하는 출력 수단이 되는 표시ㆍ알람 장치(7)로 구성되며, 부하(5)에 전력을 공급하고 있다.1, the solar cell apparatus 1 controls the output discharge amount with respect to the load 5 according to the solar cell 2 which consists of a some solar cell panel, and the charge amount detection information from the charge amount detection means 3b. To output maintenance information or an alarm in accordance with the charge / discharge data stored in the discharge amount control device 3, the capacitor 4, the external sensor / communication device 6, and the storage means 3f, which are discharge amount control means. It consists of the display / alarm apparatus 7 which becomes an output means, and supplies electric power to the load 5.
여기서, 태양 전지(2)는 점유 설지 면적이 적어도 되며, 새똥이나 설해로부터 상기 태양 전지(2)를 보호할 수 있도록 제품의 측면에 복수개의 태양 전지 패널을 지면에 수직 배치하여 구성하고 있다.Here, the solar cell 2 occupies at least the occupied installation area, and is comprised so that the solar cell 2 may be arrange | positioned perpendicularly to the ground so that the said solar cell 2 may be protected from a shit or snow sea.
방전량 제어장치(3)는 충전 제어 수단(3a), 축전기(4)로의 입력 충전량을 검지하는 충전량 검지 수단(3b), 방전량 검지 수단(3c), 외부 IF(interface:인터페이스)수단(3d), 연산ㆍ판단 수단(3e), 충전량 검지 수단(3b) 및 방전량 검지 수단(3c)에 의해 검지된 축전기(4)의 장기간에 걸친 충방전량 데이터를 기억하는 기억 수단(3f), 타이머ㆍ시각ㆍ캘린더 제어 수단(3g), 일조 판정 수단(3h), 방전 제어 수단(3i), 데이터 출력 수단(3j), 방전 출력 수단(3k)으로 구성되어 있다.The discharge amount control device 3 includes a charge control means 3a, a charge amount detection means 3b for detecting an input charge amount into the capacitor 4, a discharge amount detection means 3c, and an external IF (interface: interface) means 3d. ), Storage means 3f for storing long-term charge and discharge data of the capacitor 4 detected by the calculation / determination means 3e, the charge amount detecting means 3b, and the discharge amount detecting means 3c, and a timer. It consists of time-calendar control means 3g, sunshine determination means 3h, discharge control means 3i, data output means 3j, and discharge output means 3k.
이와 같이, 본 발명은 태양 전지(2)로부터의 전기 에너지를 축전기(4)에 충전하여 축적하고, 그 충전된 전기 에너지를 부하(5)에 공급하는 태양 전지 장치(1)여서, 각종 방전량 제어 장치(3)에 의해 축전기(4)의 충전량에 따라 출력 방전량을 제어함과 동시에 외부 센서ㆍ통신 기기(6)의 출력 및 각종 데이터 메모리의 내용에 기초하여 최적의 동작 보증과 신뢰성 유지를 실시하며, 표시ㆍ알람 장치(7)로 동작 상태를 표시하는 태양 전지 장치(1)이다. 여기서, 외부 센서ㆍ통신 기기(6)에는 환경 온도, 습도를 검지하는 센서, 외부 신호 통신용 기기 등이 포함된다.Thus, this invention is the solar cell apparatus 1 which charges and accumulates the electric energy from the solar cell 2 to the capacitor | condenser 4, and supplies the charged electric energy to the load 5, and various discharge amount The control device 3 controls the output discharge amount in accordance with the charge amount of the capacitor 4, and at the same time, based on the output of the external sensor / communication device 6 and the contents of the various data memories, it is possible to guarantee the optimum operation and maintain the reliability. The solar cell apparatus 1 which implements and displays the operation | movement state with the display / alarm apparatus 7 is provided. Here, the external sensor / communication device 6 includes a sensor for detecting environmental temperature and humidity, a device for external signal communication, and the like.
이어, 도 1에 나타낸 태양 전지 장치(1)에 있어서의 방전량 제어장치(3)의 각부 기능을 설명한다. 충전 제어 수단(3a)은 태양 전지(2)의 출력을 축전기(4)에 충전할 때에, 예를 들면 충전 전류의 제한, 과충전 방지를 도모하는 등, 원활한 충전을 수행하는 기능을 갖는다.Next, each part function of the discharge amount control apparatus 3 in the solar cell apparatus 1 shown in FIG. 1 is demonstrated. The charging control means 3a has a function of performing smooth charging when charging the output of the solar cell 2 to the capacitor 4, for example, limiting the charging current, preventing overcharge, and the like.
충전량 검지수단(3b)은 예를 들면 축전기(4)의 충전 전압을 분압 저항을 통해 검지하는 충전 전압 검지 수단, 축전기(4)의 승산 충전 전력량을 검지하는 승산 충전 전력량 검지수단, 축전기(4)에 병렬로 접속된 모니터용 콘덴서의 충전 전압을 검지하는 모니터용 콘덴서 충전 전압 검지 수단으로 구성되며, 축전기(4)에 어느 만큼 충전되어 있는지를 검지하는 수단이다.The charge amount detecting means 3b is, for example, charged voltage detecting means for detecting the charging voltage of the capacitor 4 through the voltage dividing resistor, multiplied charging power amount detecting means for detecting the multiplied charging power amount of the capacitor 4, and the capacitor 4. It is comprised by the monitor capacitor charge voltage detection means which detects the charge voltage of the capacitor | condenser for monitor connected in parallel to it, and is a means which detects how much the capacitor 4 is charged.
방전량 검지 수단(3c)은 축전기(4)의 방전량을 검지하는 수단으로, 부하(5)에 어느 만큼의 전력량을 공급했는지를 검지하는 수단이다. 외부 IF(인터 페이스) 수단(3d)은 검지된 아날로그 신호를, 또 후술하는 외부 센서ㆍ통신 기기(6)의 출력을 레벨 조정, 디지털 신호로 변환시켜 다음 단의 연산ㆍ판단 수단(3e)으로 공급하는 수단이다.The discharge amount detecting means 3c is a means for detecting the discharge amount of the capacitor 4 and is a means for detecting how much electric power is supplied to the load 5. The external IF (interface) means 3d converts the detected analog signal into level adjustment and digital signals of the external sensor / communication device 6, which will be described later, into the next stage calculation / determination means 3e. Means of supply.
연산ㆍ판단 수단(3e)은 마이크로 컴퓨터(마이콤)으로 구성되어 있으며, 방전량 제어장치(3) 전체를 제어하는 신호 처리 수단이며, 상기 검지 수단의 검지 신호, 일조 판정 수단(3h)의 판정 신호 및 외부 신호를 입력하고, 기억 수단(3f)의 각종 지령 신호와 함께 디지털 처리하여 방전 제어 수단(3i)으로 제어 신호를 출력한다.The calculation / determination means 3e is composed of a microcomputer (microcomputer) and is a signal processing means for controlling the entire discharge amount control device 3, and the detection signal of the detection means and the determination signal of the sun light determination means 3h. And an external signal, digital processing together with various command signals of the storage means 3f, and outputs a control signal to the discharge control means 3i.
또한, 연산ㆍ판단 수단(3e)의 출력은 타이머ㆍ시각ㆍ캘린더 제어 수단(3g)의 일시, 시간 신호에 맞춰 기억 수단(3f)에 기억된다.The output of the calculation / determination means 3e is stored in the storage means 3f in accordance with the date and time signals of the timer, time, and calendar control means 3g.
기억 수단(3f)은 각종 메모리로 구성할 수 있는데, 부하(5)의 종류에 따라 개별적인 제어를 할 수 있도록 메모리 카드, MO(광자기 디스크) 등의 교환 가능한 메모리인 것이 바람직하다.The storage means 3f can be composed of various memories, but it is preferable that the memory means 3f is a replaceable memory such as a memory card, an MO (magnet) disk, etc. so that individual control can be performed according to the type of the load 5.
그리고, 기억 수단(3f)으로부터는 제어 요소인 현재 각종 지령 신호의 데이터 및 과거의 제어에 기초한 제어 결과가 시계열적으로 기억된 데이터가 표시수단에, 혹은 외부 기기에 출력되어 표시된다. 또, 데이터 메모리로부터 얻어진 데이터에 기초하여, 자기 학습, 자기 진단 기능 장치에 의해 보수, 교환 시기, 경보, 불량 원인 개소 지시 등의 정보를 출력시킬 수 있다.From the storage means 3f, the data of the current various command signals which are the control elements and the data in which the control results based on the past control are stored in time series are output to the display means or displayed on the external device. On the basis of the data obtained from the data memory, the self-learning and self-diagnostic function device can output information such as maintenance, replacement time, alarm, and fault cause point instruction.
일조 판정 수단(3h)은 맑음인지, 우천 또는 흐림 등의 응달 상태인지, 또는 전혀 일조가 없는 야간인지를 판정하는 수단으로, 태양 전지(2)의 출력 전압 또는 출력 전류를 검지하여, 그 대소(大小)로 기후 상태를 판정할 수 있다.The solar sunshine determination means 3h is a means for determining whether it is sunny, cloudy or cloudy, or at night without sunlight, and detects the output voltage or output current of the solar cell 2,大小) can determine the weather conditions.
방전 제어 수단(3i)은 연산ㆍ판단 수단(3e)의 마이크로 컴퓨터(마이컴)로부터의 지령 신호를 제어 신호로 하여 다음 단의 방전 출력 수단(3k)을 제어한다. 방전 출력 수단(3k)은 파워 트랜지스터 등으로 구성되며, 제어 신호에 따라 부하(5)에 필요로 되는 전력을 공급한다.The discharge control means 3i controls the discharge output means 3k in the next stage using the command signal from the microcomputer (microcomputer) of the calculation / decision means 3e as a control signal. The discharge output means 3k is constituted by a power transistor or the like, and supplies electric power required to the load 5 in accordance with a control signal.
이와 같이 구성된 태양 전지 장치(1)는 도 3에 일람표로 나타낸 바와 같이, 크게 나누어 (1) 광, 조명 분야, (2) 동력 분야, (3) 정보, 통신 분야, (4) 기타 등등 광범위한 분야의 부하(5)에 적용되므로, 부하(5)의 운전 특성에 적응된 충방전 제어를 수행할 필요가 있다.The solar cell device 1 configured as described above is broadly divided into (1) light, lighting field, (2) power field, (3) information, communication field, (4) and the like as shown in the table in FIG. Since it is applied to the load 5, it is necessary to perform charge / discharge control adapted to the operating characteristics of the load 5.
예를 들면 광, 조명 분야에서, 특히 실외에서 사용되는 신호기 등의 부하(5)에서는 맑은 낮 동안에는 주위가 밝으므로 조명을 밝게 하고, 우천시나 흐릴 때, 야간에는 조명은 낮보다도 감소할 수 있으므로 축전기(4)의 축전량에 따라 출력 방전량을 제어함으로써 부하(5)의 수와 공급 전력을 조정하여 대응할 수 있다.For example, in the field of light and lighting, especially in loads such as signal signals used outdoors, the surroundings are bright during sunny days, and the lights may be brighter during rainy or cloudy days, and at night, the lights may be reduced than during the day. By controlling the amount of output discharge in accordance with the amount of power storage in (4), the number of loads 5 and the supply power can be adjusted to respond.
또한, 동력 분야에서는 운전을 개시하면 일정한 연속된 동력을 요구하는 부하(5)가 많으므로 축전기(4)로의 충전량에 따라 출력 방전량을 제어함으로써 우천시 응달 설치의 경우에는 필요 최소한의 부하(5)에만 소요 부하 전력량을 공급한다.In addition, in the power field, since there are many loads 5 requiring a constant continuous power when starting operation, by controlling the output discharge amount according to the amount of charge to the capacitor 4, the minimum load required in the case of a shade during rainy weather installation Only supply the required load power.
또한, 남향의 볕이 잘 드는 장소에 설치할 경우에는 모처럼의 대용량 태양 전지 장치(1)에 따른 대출력을 살려 대전력을 충전 축전하고, 보다 많은 부하(5)에 큰 전력량을 공급함으로써 대응할 수 있다.In addition, when installed in a sunny place facing south, it can respond by charging and storing large electric power utilizing the large output by the large-capacity solar cell apparatus 1, and supplying a large amount of electric power to more load 5. .
도 1에 도시한 태양 전지 장치(1)의 동작 개요를 설명한다. 태양 전지(2)의 출력은 축전기(4)에 충전 제어 수단(3a)에 의해 충전 전류의 제한, 과충전 방지를 도모하면서 원활하게 충전된다.The outline of the operation of the solar cell apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described. The output of the solar cell 2 is smoothly charged in the capacitor 4 while the charge control means 3a limits the charging current and prevents overcharge.
이 때, 예를 들면 축전기(4)의 충전 전압을 분압 저항을 통해 검지하는 충전 전압 검지 수단, 축전기(4)의 승산 충전 전력량을 검지하는 승산 충전 전력량 검지수단, 또는 축전기(4)에 병렬 접속되는 모니터용 콘덴서 충전 전압 검지 수단 등으로 구성되는 충전량 검지 수단(3b)이 축전기(4)에 어느 만큼 충전되어 있는지를 검지한다.At this time, for example, the charge voltage detection means for detecting the charge voltage of the capacitor 4 through the voltage divider resistor, the multiplied charge power amount detection means for detecting the multiplied charge power amount of the capacitor 4, or parallel connection to the capacitor 4 It detects how much the charge amount detection means 3b which consists of the capacitor | condenser charge voltage detection means etc. used for a monitor is charged in the capacitor | condenser 4.
또한, 방전량 검지 수단(3c)은 부하(5)에 어느 만큼의 전력량을 공급했는지를 검지하기 위해 축전기(4)의 방전량을 검지한다. 검지된 아날로그 신호는 후술하는 외부 센서ㆍ통신 기기(6)의 출력과 함께 외부 IF(인터페이스)수단(3d)에 의해 레벨 조정, 디지털 신호로 변환되어 다음 단의 연산ㆍ판단 수단(3e)으로 공급된다.In addition, the discharge amount detection means 3c detects the discharge amount of the capacitor 4 in order to detect how much electric power has been supplied to the load 5. The detected analog signal is converted to a digital signal by level control by an external IF (interface) means 3d together with the output of an external sensor / communication device 6 to be described later, and supplied to the next calculation / determination means 3e. do.
연산ㆍ판단 수단(3e)은 마이크로 컴퓨터(마이컴)로 구성되어 있어, 방전량 제어장치(3) 전체를 제어하는 신호 처리 수단으로, 상기 검지 수단의 검지 신호 및 외부 신호가 입력되며, 기억 수단(3f)의 부하에 대응하는 적정한 각종 지령 신호와 함께 디지털 처리하여 방전제어수단(3i)으로 제어 신호를 출력한다.The computing and judging means 3e is composed of a microcomputer (microcomputer), which is a signal processing means for controlling the entire discharge amount control device 3, and the detection signal and the external signal of the detecting means are inputted, and the storage means ( The digital signal is processed together with the appropriate various command signals corresponding to the load of 3f) to output the control signal to the discharge control means 3i.
또한, 연산ㆍ판단 수단(3e)의 출력은 타이머ㆍ시각ㆍ캘린더 제어 수단(3g)의 일시, 시간 신호에 의해 제어 요소인 현재의 각종 지령 신호와 과거의 제어 결과가 시계열적으로 기억 수단(3f)에 기억된다.The output of the calculation / determination means 3e is a time, time signal of the timer, time, and calendar control means 3g. The current various command signals and the past control results, which are control elements, are stored in time series in the storage means 3f. Remembered).
이어, 연산ㆍ판단 수단(3e)인 마이크로 컴퓨터(마이컴)로부터의 지령 신호가 제어 신호로서 방전 제어 수단(3i)에 입력되며, 또 맑음인지, 우천 또는 흐림 등의 응달 상태인지, 또는 전혀 일조가 없는 야간인지를 일조 판정 수단(3h)이, 예를 들면 태양 전지(2)의 출력 전압 또는 출력 전류의 대소로 판정하며, 그 판정 신호도 방전 제어 수단(3i)으로 입력된다.Subsequently, a command signal from a microcomputer (microcomputer), which is the calculation / determination means 3e, is input to the discharge control means 3i as a control signal, and whether it is sunny, in a shade state such as rain or cloudy, or not at all. The daylight determining means 3h determines the magnitude of the output voltage or the output current of the solar cell 2, for example, whether it is no night, and the determination signal is also input to the discharge control means 3i.
방전 제어 수단(3i)의 축전기(4)로의 충전량에 따라 부하(5)로의 출력 방전량을 제어하는 제어 신호는 다음 단의 방전 출력 수단(3k)을 제어한다. 그리고, 파워 트랜지스터 등으로 구성되는 방전 출력 수단(3k)은 부하(5)에 필요로 되는 전력을 공급한다.The control signal for controlling the output discharge amount to the load 5 in accordance with the charge amount to the capacitor 4 of the discharge control means 3i controls the discharge output means 3k in the next stage. Then, the discharge output means 3k composed of a power transistor or the like supplies power required for the load 5.
이어 도 2를 사용하여 본 발명에 따른 태양 전지 장치(1)의 방전량 제어 장치(3)에서의 제어 양태 일예에 대해 설명한다. 도 2에 있어서, 도 1의 것과 동일물에는 동일한 부호를 부여하고 있으므로 설명은 생략한다.Next, an example of the control aspect in the discharge amount control apparatus 3 of the solar cell apparatus 1 which concerns on this invention is demonstrated using FIG. In FIG. 2, since the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as FIG. 1, description is abbreviate | omitted.
3p는 역류 방지용 쇼트키 다이오드, 3m는 과충전 보호 수단, 3n은 과장전 보호 수단, 3q는 출력 제어 수단이며, 3x는 충전 전압 검지 수단, 3y는 승산 충전량 검지 수단, 3z는 모니터 충전 전압 검지 수단으로, 충전량 검지 수단(3b)을 구성하고 있다. 6a는 외부 센서ㆍ통신 기기(6)의 환경 온도, 습도 신호이다.3p is a Schottky diode to prevent backflow, 3m is an overcharge protection means, 3n is an overload protection means, 3q is an output control means, 3x is a charge voltage detection means, 3y is a multiplication charge detection means, 3z is a monitor charge voltage detection means And the filling amount detecting means 3b. 6a is an environmental temperature and humidity signal of the external sensor / communication device 6.
태양 전지(2)로 발전(發電)된 전기 에너지는 역류방지용 쇼트 다이오드(3p), 과충전 보호수단(3m)을 통해 충전제어수단(3a)에 의해 축전기(4)에 충전된다. 축전기(4)로부터는 과방전 보호수단(3n)을 통해 방전제어수단(3i)와 방전출력수단(3k)으로 된 출력 제어 수단(3q)로 제어되어 부하(5)에 공급된다 전력을 제어한다.The electric energy generated by the solar cell 2 is charged to the capacitor 4 by the charge control means 3a through the backflow preventing short diode 3p and the overcharge protection means 3m. From the capacitor 4, it is controlled by an output control means 3q consisting of the discharge control means 3i and the discharge output means 3k via the over discharge protection means 3n to supply the load 5 to control the electric power. .
출력 제어 수단(3q)의 방전 제어 수단(3i)에는 축전기(4)의 충전 전압을 검지하는 충전 전압 검지 수단(3x), 또는 승산 충전량을 검지하는 승산 충전량 검지 수단(3y), 혹은 충전 전압을 모니터하여 검지하는 모니터 충전 전압 검지 수단(3z) 중 어느 한 검지 신호가 입력된다.The discharge control means 3i of the output control means 3q includes charge voltage detection means 3x for detecting the charge voltage of the capacitor 4, multiplication charge amount detection means 3y for detecting the multiplied charge amount, or charge voltage. The detection signal of any one of the monitor charge voltage detection means 3z to monitor and detect is input.
또한, 출력 제어 수단(3q)의 방전 제어 수단(3i)에는 일조 판정 수단(3h)이, 예를 들면 태양 전지(2)의 출력 전압 또는 출력 전류를 검지하여, 그 대소에 의해 맑음인지, 우천 또는 흐림 등의 응달 상태인지를 판정하며, 그 신호가 입력된다.In addition, in the discharge control means 3i of the output control means 3q, the sunshine determination means 3h detects, for example, the output voltage or the output current of the solar cell 2, and whether it is sunny by the magnitude. Or it is determined whether it is in a shady state such as cloudy, and the signal is inputted.
그리고, 맑을 때에는 출력 제어 수단(3q)은 대용량 태양 전지(2)에 의해 충전 축전된 대출력을 활용하여 방전 출력량이 우천 응달시의 충방전 동작 보증에 의한 일정 출력으로 설정 고정되어 있는 것은 아니며, 많은 부하(5)에 큰 전력량을 공급하도록 부하(5)로의 출력을 제어한다.In addition, when it is clear, the output control means 3q utilizes the large output charged and stored by the large-capacity solar cell 2, and the discharge output amount is not fixed to a fixed output by the charge / discharge operation guarantee in rainy weather. The output to the load 5 is controlled to supply a large amount of power to the large load 5.
우천 또는 흐림 등의 응달 상태에는 출력 제어 수단(3q)의 출력에 충방전 동작 보증의 제한을 마련하고, 통상적인 제어 시스템과 함께 축전기(4)의 충전량을 고려하여 부하(5)로의 출력을 제어한다.In the shaded state, such as rain or cloudy conditions, the output of the output control means 3q is provided with a limitation of the charge / discharge operation guarantee, and the output to the load 5 is controlled in consideration of the charge amount of the capacitor 4 together with a conventional control system. do.
충전량 검지 수단(3b)에는 제어 요소인 각종 지령 신호가 기억되어 있는 기억 수단(3f)으로부터 지령 신호와, 외부 센서ㆍ통신 기기(6)의 환경 온도, 습도 신호(6a)가 입력되어 제어 요소로서 사용되고 있다. 기억 수단(3f)으로부터는 제어 요소인 현재의 각종 지령 신호 데이터 및 과거의 제어에 따른 제어 결과가 시계열적으로 기억된 데이터가 표시 수단에, 또는 외부 기기에 출력되어 표시된다.The command signal, the environmental temperature of the external sensor / communication device 6, the humidity signal 6a are input to the charge amount detecting means 3b from a storage means 3f in which various command signals as control elements are stored, and as a control element. It is used. From the storage means 3f, the present various command signal data which is a control element and the data which stored the control result according to the past control in time series are output to the display means or the external device, and are displayed.
또한, 기억 수단(3f)에 형성된 데이터 메모리로부터의 데이터에 기초하여, 자기 학습, 자기 진단 기능에 의해 보수, 교환 시기, 경보, 불량 원인 개소 지시 등의 정보를 출력시킬 수 있다.In addition, based on the data from the data memory formed in the storage means 3f, information such as maintenance, replacement timing, alarm, fault cause point instruction, etc. can be output by the self-learning and self-diagnostic function.
출력 제어 수단(3q)의 방전량 제어 수법으로서는 펄스 폭 변조(PWM) 제어, 시간(간헐) 제어, 출력 전압 제어, 출력 전류 제어 등의 수법 중, 부하(5)의 종류에 따라 적당한 임의의 수법을 채용할 수 있다.As the discharge amount control method of the output control means 3q, any method suitable according to the type of the load 5 among methods such as pulse width modulation (PWM) control, time (intermittent) control, output voltage control, output current control, and the like. Can be adopted.
이상과 같이 본 발명의 태양 전지 장치는 태양 전지와 축전기를 조합시켜, 축전기로의 입력 충전량에 따라 부하에 대한 출력 방전량을 제어하므로, 우천시 응달 설치의 경우에 소요되는 부하 전력량을 보증하고, 또한 남향의 볕 잘 드는 장소에 설치할 경우에는 모처럼의 대용량 태양 전지에 따른 대출력을 살려 대전력을 충전 축전하고, 보다 큰 부하 전력량을 공급하는 것을 자기 판단에 의해 자동적으로 실행할 수 있는 기능을 갖게 할 수 있다.As described above, the solar cell apparatus of the present invention combines the solar cell and the capacitor to control the output discharge amount to the load according to the input charge amount into the capacitor, thereby ensuring the amount of load power required in the case of a rainy shade installation. When installed in a sunny place facing south, it is possible to have a function to automatically charge and store large electric power by utilizing the large output of a large-capacity solar cell, and to supply a larger amount of load power automatically at its own discretion. have.
또한, 기억 수단에 제어 요소인 현재의 각종 지령 신호 데이터 및 과거의 제어에 따른 장기간의 충방전 기록 데이터가 시계열적으로 기억되며, 이 데이터가 표시 수단 또는 외부 기기에 출력되어 표시된다. 또한, 데이터 메모리에 따라 자기 학습, 자기 판단에 따른 장기 안정 동작 보증과 신뢰성 유지 기능이나 보수 유지 기능 등을 갖게 하며, 보수, 교환 시기, 경보, 불량 원인 개소 지시 등의 정보를 출력시킬 수 있다.In addition, the current various command signal data as a control element and the long-term charge / discharge recording data according to the past control are stored in the storage means in time series, and this data is output to the display means or an external device for display. In addition, the data memory has a long-term stable operation guarantee, a reliability maintenance function, and a maintenance function according to self-learning and self-determination, and can output information such as maintenance, replacement timing, alarm, and indication of a defect cause point.
또한, 제품의 측면에 복수개의 태양 전지 패널을 지면에 수직 배치하여 구성하고 있으므로, 태양 전지 패널의 수에 비해 점유 설치 면적은 적어도 되며, 태양 전지 패널의 발전량 및 축전기의 충전량을 충분히 확보할 수 있고, 새똥이나 설해로부터 태양 전지를 보호할 수 있다.In addition, since a plurality of solar panels are arranged vertically on the ground on the side of the product, the occupied installation area is at least smaller than the number of solar panels, and the amount of generation of the solar panels and the amount of charge of the capacitor can be sufficiently secured. Can protect solar cells from bird dung or snow.
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